المعدن الأكثر مقاومة للحرارة. خصائص المعادن

تشكيل

المعادن هي المادة الأكثر شيوعا(جنبا إلى جنب مع البلاستيك والزجاج) ، والتي تم استخدامها من قبل الناس منذ العصور القديمة. حتى في ذلك الحين ، كان الشخص يعرف خصائص المعادن ، استخدم كل خصائصه بشكل مربح لإنشاء أعمال فنية جميلة ، أطباق ، أدوات منزلية ، هياكل.

واحدة من السمات الرئيسية لهذهالمواد هي صلابة والحراريات. هذه الصفات هي التي تجعل من الممكن تحديد نطاق استخدام معدن معين. لذلك ، فإننا نعتبر كل الخصائص الفيزيائية ونهتم بشكل خاص بقضايا الانصهار.

المعدن الأكثر مقاومة للحرارة

الخصائص الفيزيائية للمعادن

يمكن التعبير عن خصائص المعادن عن طريق الخواص الفيزيائية في شكل أربع نقاط رئيسية.

  1. لامع لامع - جميعهم يتمتعون بنفس اللون الأبيض الفضي الجميل ، باستثناء النحاس والذهب. لديهم صبغة حمراء وصفراء ، على التوالي. الكالسيوم هو اللون الفضي.
  2. حالة التجميع - كلها صلبة في الظروف العادية ، ما عدا الزئبق ، الذي يكون على شكل سائل.
  3. الموصلية الكهربائية والحرارية هي سمة من سمات جميع المعادن ، ولكن يتم التعبير عنها بدرجات مختلفة.
  4. Kovkost واللدونة هي أيضا معلمة مشتركة لجميع المعادن ، والتي يمكن أن تختلف اعتمادا على ممثل معين.
  5. نقطة الانصهار ونقطة الغليان - تحدد المعدن المقاوم للصهر ، وهو قابل للانصهار. هذه المعلمة مختلفة لكل العناصر.

يتم شرح جميع الخصائص الفيزيائية من خلال البنية الخاصة لشبكة الكريستال المعدنية. ترتيبها المكاني وشكله وقوته.

المعدن الأكثر مقاومة في العالم

معادن منخفضة الذوبان وصهر

هذه المعلمة مهمة جدا عند التحدثيأتي لتطبيق المواد المعنية. تشكل المعادن المقاومة للحرارة والسبائك أساسًا لصناعة الماكينات وبناء السفن وصهرها وصب العديد من المنتجات الهامة ، والحصول على أداة عمل عالية الجودة. ولذلك ، فإن معرفة نقاط الذوبان والغليان تلعب دورا أساسيا.

تميز المعادن في القوة ، يمكنك تقسيمها إلى صلب وهش. إذا كنا نتحدث عن الحران ، فهناك مجموعتان رئيسيتان:

  1. تلك القابلة للانصهار هي تلك القادرة على تغيير الحالة الإجمالية عند درجات حرارة أقل من 1000 حولجيم أمثلة: القصدير والرصاص والزئبق والصوديوم والسيزيوم والمنغنيز والزنك والألومنيوم وغيرها.
  2. المواد المقاومة للحرارة هي تلك التي تكون نقطة انصهارها أعلى من القيمة المحددة. لا يوجد الكثير ، ولكن في الواقع ، حتى أقل من ذلك.

جدول المعادن التي لها نقطة انصهار فوق 1000 حولC ، ويرد أدناه. وفيه يقع معظم الممثلين العاكفين.

اسم معدننقطة الانصهار ، حولCنقطة الغليان حولC
الذهب ، الاتحاد الافريقي1064.182856
البريليوم ، نحن12872471
كوبالت ، كو14952927
كروم ، كر19072671
النحاس ، النحاس1084.622562
الحديد ، الحديد15382861
الهافنيوم ، هاف22334603
Iridium، Ir24464428
المنغنيز ، مينيسوتا12462061
الموليبدينوم ، مو26234639
نيوبيوم ، ملحوظة24774744
نيكل ، ني14552913
البلاديوم ، Pd1554.92963
البلاتين ، نقطة1768.43825
الرينيوم ، إعادة31865596
روديوم ، ر19643695
الروثينيوم ، رو23344150
تانتالوس ، تا30175458
Technetium ، Tc21574265
الثوريوم ، ث17504788
التيتانيوم ، تي16683287
الفاناديوم ، ف19103407
التنغستن ، W34225555
الزركونيوم ، Zr18554409

يشمل جدول المعادن هذا جميع الممثلين الذين تزيد درجة انصهارهم عن 1000 حولS. ومع ذلك ، في الممارسة العملية ، لا يتم استخدام العديد منها لأسباب مختلفة. على سبيل المثال ، بسبب المنافع الاقتصادية أو بسبب النشاط الإشعاعي ، درجة عالية جدا من الهشاشة ، والتعرض للتأثيرات المسببة للتآكل.

أيضا من بيانات الجدول فمن الواضح أن أكثرالمعدن الحراري في العالم هو التنغستن. أدنى مؤشر للذهب. عند العمل مع المعادن ، نعومة أمر مهم. ولذلك ، فإن العديد من ما سبق لا يتم استخدامه أيضًا لأغراض فنية.

المعدن الأكثر مقاومة للتآكل هو التنغستن

في النظام الدوري يقع تحتالرقم المسلسل 74. تلقى الاسم اسم الفيزيائي الشهير ستيفن وولفرام. في الظروف العادية ، يكون المعدن الصلب ذو لون أبيض فضي. لديه بريق معدني واضح. إنه خامل كيميائيا عمليا ، يتفاعل على مضض.

في الطبيعة يتم تضمينه في شكل المعادن:

  • الولفراميت.
  • scheelite.
  • Gyubnera.
  • ferberite.

لقد أثبت العلماء أن التنغستن هو الأكثرالمعادن الحرارية من جميع القائمة. ومع ذلك ، هناك اقتراحات بأن من الممكن نظريا كسر siborgy سجل هذا المعدن. لكنه عنصر مشع مع فترة قصيرة جدا من الوجود. لذلك ، ليس من الممكن بعد إثبات هذا.

عند درجة حرارة معينة (فوق 1500 حولC) التنغستن يصبح مطواع والبلاستيك. لذلك ، من الممكن إنتاج سلك رفيع يعتمد عليه. يتم استخدام هذه الخاصية لصنع خيوط في المصابيح المنزلية العادية.

خصائص المعادن

كما المعدن الأكثر حرارية ، ودرجات حرارة تتجاوز 3400 حوليستخدم C ، التنغستن في المجالات التقنية التالية:

  • كإلكترود مع لحام أرجون؛
  • لإنتاج سبائك مقاومة للحام ومقاومة للتآكل والحرارة ؛
  • كعنصر تسخين
  • في فراغ أنابيب مثل خيوط وهلم جرا.

بالإضافة إلى التنغستن المعدنية ، على نطاق واسعتستخدم في الهندسة والعلوم والالكترونيات من اتصالها. مثل المعادن المقاومة للحرارة في العالم، وأنها تشكل مركب مع خصائص نوعية عالية جدا: دائم، ومقاومة لجميع أنواع تقريبا من العمل الكيميائي، لا تخضع للتآكل، وتحملوا درجات الحرارة المنخفضة والعالية (الفوز، كبريتيد التنغستن، بلورات في واحدة وغيرها من المواد).

نيوبيوم وسبائكه

ملحوظة ، أو النيوبيوم ، في ظل الظروف العادية معدن فضّيّ أبيض لامع. وهو أيضًا مقاوم للحرارة ، نظرًا لأن درجة الحرارة الانتقالية له هي 2477 حولS. هذه النوعية ، بالإضافة إلى الجمع بين النشاط الكيماوي المنخفض والموصلية الفائقة ، التي تسمح للنيوبيوم أن يصبح أكثر وأكثر شعبية في النشاط العملي للشخص كل عام. اليوم يستخدم هذا المعدن في صناعات مثل:

  • هندسة الصواريخ
  • صناعة الطيران والفضاء ؛
  • هندسة الطاقة النووية.
  • هندسة الأجهزة الكيميائية
  • هندسة راديو.

يحتفظ هذا المعدن بخصائصه الفيزيائية حتى في درجات الحرارة المنخفضة جدا. تتميز المنتجات التي تعتمد عليها بمقاومة التآكل ، مقاومة الحرارة ، القوة ، الموصلية الممتازة.

جدول المعادن

يضاف هذا المعدن لمواد الألمنيوملزيادة المقاومة الكيميائية. من ذلك ، تصنع الكاثودات والأنودات ، وهي مخلوطة بسبائك غير حديدية. حتى القطع النقدية في بعض البلدان تتعامل مع محتوى النيوبيوم.

التنتالوم عنصر فلزي

معدن ، في شكل حر وفي ظل ظروف طبيعيةمغطاة بأفلام أكسيد. لديها مجموعة من الخصائص الفيزيائية التي تسمح لها أن تكون واسعة الانتشار ومهمة للغاية بالنسبة للبشر. خصائصها الرئيسية هي على النحو التالي:

  1. في درجات حرارة أعلى من 1000 حولC يصبح موصل جيد للكهرباء.
  2. هذا هو المعدن الأكثر صرامة بعد التنغستن والرينيوم. نقطة الانصهار هي 3017 حولS.
  3. يمتص الغازات تماما.
  4. فمن السهل العمل بها ، حيث يتم لفها في طبقات ، احباط واسلاك دون صعوبة.
  5. لديه صلابة جيدة وليست هشة ، يحتفظ ليونة.
  6. مقاومة للغاية للعوامل الكيميائية (لا تذوب حتى في الفودكا الملكية).

بفضل هذه الخصائص تمكنت من الفوزشعبية كأساس للعديد من السبائك المقاومة للحرارة والمقاومة للأحماض. العثور على مركبات عديدة التطبيق في الفيزياء النووية والالكترونيات وأجهزة الخطة الحسابية. تستخدم كموصلات فائقة. في السابق ، استخدم التنتالوم كعنصر في المصابيح المتوهجة. الآن اتخذ مكانه من قبل التنغستن.

معادن ذوبان منخفضة وحراريات

الكروم وسبائكه

واحدة من أصعب المعادن في الشكل الطبيعي هو لون أبيض مزرق. نقطة انصهاره أقل من العناصر التي تم اعتبارها حتى الآن ، وهي 1907 حولومع ذلك ، فإنه لا يزال يستخدم في التكنولوجيا والصناعة في كل مكان ، لأنه قابل تماما للتأثيرات الميكانيكية ، تتم معالجتها وتصنيعها.

قيمة خاصة هو الكروم كرذاذ. يتم تطبيقه على المنتجات لمنحهم لمعان جميل ، الحماية من التآكل وزيادة مقاومة التآكل. وتسمى هذه العملية بالكروم.

سبائك الكروم تحظى بشعبية كبيرة. بعد كل شيء ، حتى كمية صغيرة من هذا المعدن في سبيكة يزيد بشكل كبير من صلابة واستقرار الأخير إلى التأثيرات.

الزركونيوم

واحدة من أغلى المعادن ، لذلك من الصعب استخدامها لأغراض تقنية. ومع ذلك ، فإن الخصائص الفيزيائية تجعلها ببساطة غير قابلة للاستبدال في العديد من الصناعات الأخرى.

في ظل الظروف العادية ، هذا معدن أبيض فضي جميل. لديه نقطة انصهار عالية بما يكفي - 1855 حولS. لديها صلابة جيدة ، مقاومة للتآكل ، لأنها ليست نشطة كيميائيا. كما أن لديها توافق بيولوجي ممتاز مع جلد الإنسان والجسم كله. وهذا يجعله معدنًا ثمينًا للاستخدام في الطب (الأدوات وأسنان الأسنان وما إلى ذلك).

التطبيقات الرئيسية للزركونيوم ومركباته ، بما في ذلك السبائك ، هي كما يلي:

  • الطاقة النووية
  • الألعاب النارية.
  • صناعة السبائك
  • الطب.
  • إنتاج الأوعية الدموية.
  • المادة الهيكلية.
  • كموصل فائق.

من الزركونيوم والسبائك القائمة عليها ، حتى يتم صنع الزينة التي يمكن أن تؤثر على تحسين صحة الإنسان.

المعدن الصلب

الموليبدينوم

إذا اكتشفت أي المعدن هو الأكثر مقاومة ، عندئذ ، بالإضافة إلى التنجستين ، من الممكن تسمية الموليبدينوم. نقطة الانصهار هي 2623 حولفي نفس الوقت ، إنه صعب جدا ، من البلاستيك و سهل المعالجة.

يتم استخدامه بشكل رئيسي ليس في شكل نقي ، ولكن كعنصر مكون من السبائك. هم ، بفضل وجود الموليبدينوم ، يتم تعزيزها بشكل كبير في مقاومة التآكل ومقاومة الحرارة ومكافحة التآكل.

بعض مركبات الموليبدينوم تستخدممواد التشحيم الفنية. أيضا ، هذا المعدن هو مادة منشط ، والتي تؤثر في وقت واحد على كل من القوة والتآكل ، وهو أمر نادر جدا.

الفاناديوم

معدن رمادي مع لمعان فضي. لديها نسبة عالية بما فيه الكفاية من الانصهار (1920 حولC). يتم استخدامه أساسا كمحفز في العديد من العمليات ، وذلك بسبب الخمول. وهو يستخدم في هندسة الطاقة كمصدر كيميائي للتيار ، في إنتاج الأحماض غير العضوية. القيمة الأساسية ليست معدن نقي ، أي بعض مركباته.

المعدن هو مقاوم

الرينيوم وسبائكه

ما هو المعدن الأكثر حرارية بعد التنغستن؟ هذا هو الرينيوم. معدل الانصهار هو 3186 حولS. القوة تتجاوز كل من التنغستن والموليبدنوم. اللدونة ليست عالية جدا. الطلب على الرينيوم مرتفع للغاية ، ولكن الإنتاج صعب. وكنتيجة لذلك ، فهو أغلى معدن متوفر اليوم.

يتم استخدامه في التصنيع:

  • محركات نفاثة
  • المزدوجات الحرارية.
  • خيوط خيوط لمقاييس الطيف وغيرها من الأجهزة ؛
  • كمحفز في تكرير النفط.

جميع مجالات الاستخدام باهظة الثمن ، لذلك يتم استخدامها فقط في حالة الطوارئ ، عندما لا يكون هناك خيار آخر لاستبدالها.

سبائك التيتانيوم

التيتانيوم هو معدن خفيف جدا من اللون الأبيض الفضياللون ، والتي تستخدم على نطاق واسع في الصناعة المعدنية وتشغيل المعادن. قد ينفجر عندما يكون في حالة منتشرة بدقة ، لذلك ، هو خطر الحريق.

يتم استخدامه في الطائرات وبناء الصواريخ ، في إنتاج السفن. يستخدم على نطاق واسع في الطب بسبب توافقه البيولوجي مع الجسم (الأطراف الصناعية ، الثقب ، الغرسات ، إلخ).